Výběr drátů.

Možná, že to blbě říkám, pokusím se uvést příklad, který by to mohl osvětlit. (Z osobní zkušenosti)

Měl jsem zapletena kola Hope Pro II - ZTR Arch 29" - Sapim Race, dráty napnuté na -+1000N. Kola byla zcela nová a při brždění doslova zatáčela DOLEVA. To samé při záběru do pedálů. Teď mám podobnou sestavu s CX Ray a tuhost je zcela exkluzivní, ty kola se prostě nehnou.

Myslím, že dráty jsou namáhány krutem díky tomu, že ráfek a náboj pracují při záběru a při brzdění proti sobě a dráty se tím pádem ohýbají a kroutí. Je to pochopielné/představitelné?

Nedávno jsem si zaplétal 29 Crest ráfky, Hope Pro II a Sapim Race. Vozím to na kole v profilu a nic podobného u nich nepozoruji. Předtím jsem tam vozil asi 2 měsíce Tufo Alca, která jsou na lepších CX Ray drátech a chovala se celkem podobně. O tom že CX Ray jsou jinde nepolemizuju, ale momentálně se nevešly do rozpočtu :-)

Ahoj, takové zkušenosti s výplety nemám, takže se řídím pouze tím, co říká mechanika. V podstatě se sčítají jednotlivá zatížení při různých zatěžovacích stavech. Vzhledem k profilu drátu (jak jsem již psal) se dá uvažovat pouze s tím, že drát přenáší tah, při tlaku je vyloučen (vybočí do strany).

Prvním zatížením je od jezdce a kola - v tomto případě jsou tažené dráty na horní straně výpletu vpravo i vlevo-

Druhým zatížením je krut od náboje (pro pohyb vpřed případně pro přenos brzdné síly od kotoučů) - díky úhlu, kterým dráty vystupují z náboje, tah přenáší každý druhý drát na levé i pravé (vždy pouze ty dráty, které jsou taženy a vedou od náboje pod stejným úhlem k ráfku)

Třetím zatížením jsou různá zatížení ze strany - tam je naopak tahově zatížena ta strana výpletu, odkud přichází síla

Jednotlivé složky se pro každý drát sečtou a v daný okamžik vyjde nějaký tah v drátu. Drát je z nějakého materiálu. Tento materiál je daný pevností (do okamžiku kdy se přerve) a modulem pružnosti (ten udává, jak moc se materiál deformuje pod zatížením - v elastické oblasti).

Různé materiály na bázi oceli i nerezi mají různé pevnosti - drát s vyšší pevností materiálu může mít menší profil (a přesto nepraskne) nebo může být více napnutý (a přesto nepraskne).

Bohužel modul pružnosti se se zvyšující pevností téměř nemění. Rozhodující tak je průřezová plocha drátu a jeho délka. Dráty ze stejného materiálu, jeden s poloviční průřezovou plochou, oba se stejnou délkou - ten poloviční se pod stejným zatížením protáhne dvakrát více. Rozdíl mezi průřezovou plochou drátu 2,0mm a 1,8mm je 23%. Jestli je materiál drátu CX Ray nebo Race a mají stejnou průřezovou plochu (rozhoduje plocha a ne její tvar), protáhnou se stejně. Hmotnost drátu je potom přímo závislá na průřezové ploše.

Rozdíl podle mě může být pouze v tom, že pevnější dráty můžeš více ve výpletu napnout (mají větší rezervy v pevnosti) a díky tomu budou menší "vůle" ve výpletu a výplet tak může být tužší. Musí to ovšem vydržet ráfek a náboj.

To jsem se rozepsal...

nechci rozprovat teoretciky model, ale:

1. vypletu dost pomuze, pokud se drtay fixuji v krizeni (drive pajeni, dnes napr. svazovani), pomerne razantne zmensis vzpernou delku
2. pokud by draty prenasely vylucne tah, bylo by vhodne mit je z extra pevneho materialu o co nejmensim prurezu (=>hmotnosti), coz ale neni pravda, viz napr. tuhe tovarni zaplety s tlustymi draty

Bodem 2. myslíš které záplety? Třeba ty s hliníkovými dráty?

Pokud jsou dráty hliníkové, tak hliník má pochopitelně pevnostní i pružnostní vlastnosti někde jinde, takže to není s ocelí a jejími průřezy srovnatelné.

Z hlediska svazování výpletů - ano, to pomůže a řadil bych to k tomu bodu, že se sníží "vůle" ve výpletu. Ale se vzpěrnou délkou to nebude mít nic společného, protože kdyby ten drát měl být tlačený, tak je pro něho jednodušší se posunout v díře náboje nebo se nipl zasune do ráfku - těmto pohybům mu nic nebrání a tudíž se využije tato volnost pohybu.

Hlinikove slitiny maji horsi pevnostni parametry (mez kluzu, modul pruznosti) nez ocel. Vyvazuji to vsak nizsi objemovou hmotnosti. Takze aby drat prenesl stejne napeti jako ocelovy, musi mit vetsi prurez, pricemz hmotnost je podobna (neresime). Pokud by byl drat namahan pouze v tahu, prurez nas nezajima a kola by se chovala uplne stejne jako na tenkych ocelovych dratech, coz je imho nechovaji. Lepsi prurezove charakteristiky tlustych dratu maji priznivy vliv na tuhost kol.

Tohle tema me docela zajima, skoda ze zrovna nestiham v praci...

To je podle mě neporovnatelné - je dost možné, že ten hliníkový drát je dimenzovaný na pevnost v tahu, z pevnosti vyjde nějaká průřezová plocha a průřezová plocha dohromady s modulem pružnosti dá výslednou tuhost drátu v tahu, která může být vyšší než u oceli. Nebo je ten drát dimenzovaný na požadovanou tuhost (třeba i větší než u oceli, aby to mělo smysl vůbec používat) a celý návrh probíhá opačně a ve výsledku je ten drát z hlediska pevnosti předimenzovaný. Nevím. Dalo by se to jednoduše spočítat, ale u těch hliníkových drátů budou těžko sehnatelné parametry té slitiny a ty pevnosti a moduly pružnosti můžou lítat více než u oceli. Ale obecně vychází hliník oproti oceli tužší - při porovnatelné hmotnosti - je to stejné jako u rámů. Porovnatelná hmotnost, porovnatelné průměry trubek, ocel tl. stěny kolem 0.7mm, hliník bude mít kolem 2mm a ve výsledku bude hliníkový rám tužší.

znovu opakuji, pokud by byl drat namahan POUZE tahem, na tuhost celeho kola by jeho prurez NEMEL vliv... bylo by jedno, zda pujde o superpevnou nit (mekka v ohybu i krutu) nebo hlinikovou trubicku (relativne velmi tuha v ohybu i krutu proti niti), jenze to tak neni, proto je imho zrejme ze realne namahani dratu je mnohem slozitejsi

Ale já pouze opakuji, že pravděpodobně kdyby se vyšlo ze stejné požadované pevnosti v tahu u ocelového a hliníkového drátu, tak u toho hliníkového vyjde vyšší tuhost, což by mělo vliv na tuhost výpletu - byl by tužší.

Pozn. Na tu superpevnou niť by musely být požadavky nejen na její pevnost, ale i na její modul pružnosti. Tzn., nebyla by to jen "superpevná niť", ale "superpevná a supertuhá niť". Kdyby byla jen superpevná, tak by se i vzhledem ke svému průřezu mohla tak natahovat, že by výplet byl nepoužitelný.

je nutno rozlisovat tuhost v urcitem smeru, tuhost v krutu, za ohybu atd.

protoze ted popiras vyse uvedene, ze nezalezi na prurezu dratu... aby prenesl Al drat stejne napeti v tahu jako ocelovy, musi mit vetsi prurez, tzn. tuhost v ohybu je vetsi, tim bude i tuhost celeho kola vetsi (pri stejnem napnuti)

nebo jeste jinak: mame bezny ocelovy kulaty drat, prumer 2mm, pevnost i modul pruznosti jako bezna ocel XX a z toho vypletene kolo... A to same kolo vypleteme z oceloveho lanka o prumeru take 2mm z naprosto shodneho materialu (stejna pevnost i modul pruznosti)... tahovou silu prenesou oba materialy uplne stejnou, lanko vsak nedokaze odolavat namahani ohybem ci tlakem... budou ta kola stejne tuha?

Tady bych řek, že ohybová tuhost bude hrát minimální roli, asi ne úplně zanedbatelnou, ale výrazně menší, než průtah.

U tebou uvedeného případu bych řekl, že tuhost kola vypleteného drátem a lankem bude obdobná. Rozdíl tam asi drobný bude, protože to lanko nepřenese z toho ohybu opravdu nic. Ale zároveň tvrdím, že ohybová tuhost nebude mít na tuhost celku až tak podstatný vliv - řádově třeba v procentech.

Vyšší tuhost hliníkových výpletů je podle mě mě daná tím, že když se vynásobí průřezová plocha drátu (u hliníku patřičně zvětšená kvůli jeho nižší pevnosti) s modulem pružnosti, tak u hliníku vyjde větší hodnota než u oceli. Ale opravdu si nemyslím že ohybová tuhost by měla podstatný vliv - to by už někdo přišel s tím, že bude dělat dráty duté a zvětší tak moment setrvačnosti průřezu při zachování hmotnosti a pevnosti v tahu.

Už přišel - Mavic R-sys a karbonové trubičky místo drátů.

Děkuji za doplnění informací, toto jsem opravdu nevěděl že to existuje. Nicméně popis v první polovině článku tak nějak potvrzuje to, že standardní drát není schopen přenést žádný tlak ani ohyb. Ale myslím si, že u hliníkových drátů by došlo ke zvýšení tuhosti až po úpravě jejich uchycení - tak, aby se nemohly hýbat v dírách náboje a zasunovat do ráfku.

I tento systém karbonových dutých trubiček tak nějak nepočítá s tím, že by měl ten drát nějakou boční tuhost.

Všechny tvoje otázky již přece dávno vyřešil JdS

To bylo tehdy, když znovuvynalezl dřevěné loukotě?

nesmysl co pravíš.. vysvětli své myšlenkové pochody.

Tuhost drátu nesouvisí s jeho průřezem???

Pokud drát nepřenáší jen tah, jakým způsobem se ty ostatní síly přenášejí na ráfek, respektive na náboj??

1. K čemu řešit vzpěrnou délku, když jsou dráty v kole namáhány jen a pouze tahem???
2. Uvědom si, jak je drát uchycen v náboji a ráfku a pak ti dojde, že si trochu cintáš na vestu.

Poučka č.1: V 99,9% případů (vyjma mrňuštíkovic paskvil zapletenců) jsou dráty v každém kole namáhány jen a pouze tahem. trošku složitější je napěťový stav v místě uchycení v náboji, tam se objevuje smyk, ohyb a tah.

Pokud na kole nejedeš, tak je to jen tahem.

Jakmile si na kolo sedne jezdec a šlape, tak se kolo vždy více či méně v různých situacích odchýlí od svislice a tehdy nastupují další faktory namáhání.

Princip špic spočívá v tom, že jsou namáhány "výhradně" na tah. Proto se začaly používat špice a přestaly se používat tuhé vzpěry, jako na dřevěném voze, které byly namáhány na tlak, protože při tlaku může dojít k porušení vzpěrné stability. Při nárazu na kolo se (teoreticky) spodní špice ohnou (ano, takže i nějaký ten minimální ohyb) a sílu přenáší pouze horní špice, jakožto tahové namáhání. V ideálním případě (kloubovém uložení špic na obou stranách), by byly namáhány pouze tahem. V reálu a jejich letmém uchycení a v podstatě vetknutém na druhé straně, tam budou samozřejmě vznikat všechny druhy namáhání, ale tahové bude zdaleka největší, a kromě kontroly místa, kde je špice ohnutá na smyk a ohyb, by se (podle mě) všechna ostatní namáhání dala zanedbat.

Souhlas, konečně to někdo rozumně sesmolil. Mám naprosto stejný názor.

jen nesouhlasím s tím, že na spodní straně jsou špice namáhány tlakem, jelikož uchycení v ráfku toto neumožňuje (možná jsou ráfky kde to lze, nevím)... ale možná jsi psal o těch loukotích

kombinace uchycení drátu v náboji ( "sférická vazba" - dovoluje rotace ) a v ráfku (rovněž sférická s tím, že se nedá stlačovat, jinak umožňuje taky pouze rotace) neumožňuje jiné namáhání drátu, než tahové a opravdu žádné jiné :)

Špice na spodní straně (a nikde) by se hlavně neměly v reálu ani blížit nulovému napětí natož být namáhány tlakem. (nemluvíme o R-sys). To by bylo hodně slabé kolo.

Ano, oba máte pravdu. Teda až na ty sférické vazby. To by byl ideální případ, nicméně vzhledem ke tření a ještě opírání špice za jejím uchycení o náboj, tam čistý tah nebude, nicméně bude tvořit drtivou většinu namáhání.

souhlas, diky za shrnuti... takhle nejak jsem to celou dobu myslel, kdyz jsem se vyse snazil rozporovat vylucne namahani tahem

Vždyť jsi tvrdil na začátku naprostý opak :) Ale jestli nejsi strojař, tak to beru.

A už se tedy shodneme na namáhání prostým tahem (a tedy žádným jiným - krutem, ohybem, smykem, tlakem )??

namahani pouze a vylucne tahem tu prosazoval kamaro, ja jsem se snazil na realnych zkusenostech z praxe ukazat, ze tak tak jednoduche to neni... zkus mrknout o par prispevku vys na zacatek nasi vetve

"znovu opakuji, pokud by byl drat namahan POUZE tahem, na tuhost celeho kola by jeho prurez NEMEL vliv… , .........., , jenze to tak neni, proto je imho zrejme ze realne namahani dratu je mnohem slozitejsi"

Já z toho chápu, že prosazuješ složitější namáhání, než jen tahem. S čímž nesouhlasím. Vyjma místa dotyku drátu s nábojem, je drát namáhán prostým tahem.

Zajímá mě modul pružnosti v elastické oblasti. IMHO je jasné že drát je možné zatížit pouze v tahu - i pan Mrnuštík zatěžuje jen v tahu ale podle mě využívá toho, že drát v kole je napnutý hrubě pod mez kluzu - (než se přerve). Ale zpět k modulu pružnosti: plastické prodloužení drátu je v závislosti na zatížení lineární v široké oblasti. To znamená, že tuhost výpletu (potvrzeno měřením) není závislá v prakticky použitelném rozsahu na napětí v drátech. To co nazýváš vůlemi bych viděl v ohybu drátů s hlavičkou uvnitř - doporučuje se kvůli odstranění vnitřního napětí a prevenci prasklin v ohybu dráty s hlavičkou uvnitř ohnout tak aby mířily prímo do niplu. Na to já osobně dost věřím. Potom v drátu není nic než tah.

To je ale v rozporu s populárním názorem že tvrdý výplet dělá tuhá kola.

Já nevím, vždycky jsem utahoval na hodnotu danou výrobcem ráfku, pokud to šlo zjistit a nkdy jsem nezkoušel povolovat jestli něco poznám. Rád si to nechám blíže vysvětlit.

Rozdíl mezi 90 a 120 kg napnutí drátu na stejných kolech je sakra poznat,

Toliko z praxe

Teoretizovani zde rad prenecham jiným

tak ja nejsem jediný kdo to tvrdí.(já to ani netvrdím, ale zajímá mě to)

Within a ‘normal’ range of spoke tension, wheel stiffness is unaffected.

a ?

normal range

Diskuze pěkná, zvlášť pro mě, jakožto strojaře, ale pořád jsem se v podstatě nic nedozvěděl. :-D

Diskuze se mozna odchylila od puvodniho dotazu, protoze jsi zatim nebyl schopen napsat o jaky vyplet se jedna, silnicni, XC, velikost kol, pouziti na zavody, rekreacni jizda, kolik vazis a jake naby a rafky. To se pak spatne radi.

Aha, protože mně připadá, že jsem napsal vše podstatné. To, že potřebuji stejnou pevnost jako mají CX Ray s nižší cenou, na úkor větší váhy. Nemyslím si, že by značka středů či ráfků měla nějaký vliv. Ale klidně Ti to prozradím. Jedná se o středy DT 350, ráfky ZTR Flow EX 27,5, žádné závody, ježdění XC/AM/Enduro, vážím kolem 90 kg.

No kdyz myslis ze to neni dulezite tak asi ne no. Vidim, ze mas velke zkusenosti. Jeste bys mohl napsat pocet der a jakou mas predstavu o krizeni u kotouce a kazety.

Ráfky se dělají pouze s jedním počtem děr, tedy 32 a typ zápletu bych asi nechal na Hnojovi, nebo máš nějaké rady?

Tak tos mohl napsat hned. Myslim, ze by se Hnoj nezlobil, spis naopak. Diskuze by se odvijela trochu jinym smerem. Ja jsem od zacatku zil v domeni, ze chces nejake lehke zaplety na silnici s 24 draty, proto ty naroky na pevnost dratu.

V prve rade si musis ty ujasnit, kolik chces do vypletu investovat a jake mas naroky. Jestli se ti zda cena neprimerena, tak se s nim domluv na nejake alternative jako Championy 2 mm za zlomek ceny s tim, ze hmotnost bude vyssi. Radit nebudu, Hnoj ma urcite vic zkusenosti. Na druhou stranu pokud na to mas, tak ti zaplete spickove kola.

Tak mi to ale někdo vysvětlete : pokud jediný relevantní způsob zatížení drátu v kole je tah, jediné co může ovlivnit tuhost kola je jeho prodloužení. Napnu drát na 100 kg, přidám 70 kg, změřím absolutní prodloužení. Pak napnu drát na 130 kg, přidám 70 kg, změřím absolutní prodloužení. Která hodnota bude nižší? Nebo budou obě cca stejné? Kde tam je prostor pro zvýšení tuhosti? Uznávám že při napětí pod 100 do hry vstupují i vlivy ohybu u křížení a hlavhě u náby a to možná dost výrazně - jak jsem psal nahoře. Na to poukazuju, (nebo spíš lidi co to opravdu měří) tím "normal range". Ano, to bylo nesrozumitelně řečeno. Prostě nevěřím tomu že např. tuhost radiálního výpletu se automaticky zvedne jen tím, že napnu o 20 procent víc. Čím větší absolutní napětí tím menší vliv na laterální a jinou tuhost má další zvyšování.(už tam opravdu zůstane jen tah a konec linearity pořád v nedohlednu.) Bohužel nemám karusel abych si to změřil sám, zbývá mi net.

Kde to mám špatně?

jenomže ono to není až tak jednoduché

Ano, ráfek není díra v betonu (elasticita). Taky by mě zajímal např. model distribuce napětí při dopadu po skoku. Nicméně alespoň pro mě je pro pochopení (třeba) vztahu tuhost (odolnost vůči stranové nebo radiální flexi) pod různě těžkýma lidma podstatné toto: modul pružnosti je daný materiálem a nemění se s napětím. Rozhodně neříkám nikomu ať nenapíná výplety na max. od výrobce, to naopak.

Myslím si, že to je přesně tak jak jsi napsal. Od určitého stupně napnutí, kdy se hlavičky přizpůsobí tvaru a dráty se prohnou a zapřou o sebe (u kříženého výpletu), je již průběh lineární a prodloužení drátu je dáno již pouze přidaným napětím. Takže podle mě je změna prodloužení drátů výpletu napnutého na 100kg a 130kg stejné.

já si to naopak nemyslím

jo aha, neuvědomil jsem si že jsi zakladatel vlákna :-)

pořád nechápu co tím chceš říct

ja ti tu píšu o praxi a ty sem cpeš nějaké výňatky z nettu

Takovéhle zdůvodnění je blbost. To, že se subjektivně "kroutí" celý záplet neznamená, že drát samotný je namáhaný do krutu.